平成5年度 研究報告

中小企業研究者養成事業

1 導電性セラミックスの放電加工の研究
校械部 本 山 英 雄
要 旨
平成5年慶大分県中小企業研究者養成事業
テーマ名 導電性セラミックスの放電加工の研究

1 緒 言であることが特徴であり、導電性セラミックスの加工等

ファイソセラミックスは金属、プラスチックに続く今に適用されている。

後の素材として電子磯器、機械工具、民生機器、その他ワイヤ放電加工のためにはイニシャル・ホールが必要

機器の中に部品として使用さればじめ、その特長は耐食性、耐熱性、耐摩耗性などに優れた性質を持っている。

であるが、導電性セラミックスに関してはそのための微

この材料は硬度が非常に高く、切削加工が困難である。

細穴の加工データが少ない。そこで本研究では導電性セ放電加工は、加工材の硬度には左右されずに加工が可能ラミックスの細穴加工条件を検討した。以下に報告する。

2 実験方法（1）供試加工材の特性（導電性セラミックス）
性物

材種記号 材 質

特 徴

用途g／cm3 HrA （室温）MPa GPa MN／m3／2 ×10￣ソ℃ W／m・k 0・Cm

NPZ−2

ZrO2−NK：

6．54

91．5

7．5

高強度、高敬性
9．4 4．19 6．0×10￣3 耐摩耗性、導電性 耐摩部品（ガイド、ビ放電加工可レーザー刃、セラミッソ）③ GAひ丁（感度）サーボの応答速度（2）実験用機器

イ ① NC放電加工機（三菱電機 M35K−C7G35）（システム3R細穴加工装置）④ pCON、IP 供給エネルギーを制御⑤ AUX コソデソサーの充電速度の制御② 工具顕微鏡（オリソパス STM−5）
ロ 電極材（4）加工条件の設定① ￠0．5Cuパイプ（内径0。3及び0．18）①〜⑤の電気条件を実験し、これらの組み合わせ② ￠1．OCuパイプ（内径0．8及び0．5）で最適加工条件を選定する。加工の安定化、電極消③ ￠1．0黄銅パイプ（内径0．4）

耗率、加工時間、仕上り穴径（3）加工条件に影響する要因① 回路の種頬 GM、SP（5）実験データ（板厚10mm 深さ5mmまで加工時間と消耗量を求めたものである）② GAP 極間にかける電圧（高電圧を加えることにより極間を開く）
ー127−平成5年度 研究報告

甜GAPによる加工時聞と消托盈の変化

沌圧による加工喝福と消軸の訂ヒ

璃
現お38器
詑
11

⁝月 l も 赴

1〃m−1−−・−

B

138

t58

17（】

l掃卯工時間 SEC
t−ロ鮮︻t喝 径：㈹5Cuパイプ（内如．3）

電 径：紬5Cuパイプ（内￠0．3）

ワークニNpZ−2

ワーク：NPZ−2

ONによる加工時間とOFFによる加工時聞と消托長の変化∞

消托長の変化開聞
詑山川代並柑ぷm

鈍Ⅷ
細電 凱郎．5Cuパイプ（内郎．3）

喝 墟：≠0。5Cuパイプ（内郎．3）
ワーク：NP2：仙2ワーク∴NPZ−2

熟将による加工喝閲と消托及の変化

盲Pによる加工時屈と洞托盈の訂ヒ

盲2212月l詣

加工時閲 SEC

加工時同 SECロIP

叱 櫨：≠0．5Cuパイプ（内￠0．3〉
ワー・ク ：N＝P2−2

図1 ￠0．5Cuパイプ（内卯．3）：NPZ−2−128−

臼肉腫（m）

曙 縫；抽5Cuパイプ（内郎・3）及び納組ユ8）
り鵬ク：NPZ−2（GM回路による）平成5年虔 研究報告

OFFによる加工時箇と洞捕長の変化

Cハ凧こよる加工喝聞と洞柁瓜の変化

乾め

鋸t吟

88

閑

加工喝閲 SEC

928」

袷≦婚

加工時局 SEC

ロ払川

D 肝

電 機：￠0．5Cuパイプ（内￠0。3）
電 磁：￠0．5Cuパイプ（内郎．3）

ワーク：NP Z−2

ワーク：N P＝−2

GAPによる加工時閲と消托並の変化

9888．2

鎚．d98．6∈娼．8

鎚く追加工時間 SEC

ロ 舶

ロG：p

電 極：￠0．5Cuパイプ（内￠0．3）

電 也：郎．5Cuパイプ（内≠0。8〉
ワーク；NPZ−2

ワーク：N P Z−2￠0．5Cuパイプ（内￠0 3）によるNPZ−2の最適加工条件（GM回路による）回路

GM

同 左（SP回路による）
SP

GAP

1013GAIN

4040

PCON010（外）

AUX

昏8

加工時屈 SEC

2Ip1。1（⊃N0・41

OFF0．831．と2．により得られた最適条件を左表に示す。

しかし貫通穴加工（10mm）による比較
では下表のとおりGM回路がすくやれていることがわかった。

≒ GM

1■3

液圧

33

回転数

1，000

1，000

加工時間（SEC）

消耗量（〃］m）

629

SP422

249 1，762図2 ￠0．5Cuパイプ（内≠0．3）：NPZ−2 （SP回路による）−129−平成5年虔 研究報告
ONによる加工時屈と川柁且の変化

OFFによる加工喝同と消托曇の変化

0.5.5

詑62舶

2柑

21d212218と泊加工時閲 SEC

278

去ら82釦

加工時閲 SECロ卸

ロ CFF

冤 掻：￠1．OCuパイプ（内￠0．8）
ワーク：NPZ−2

Ⅶ 棲：≠1．OCuパイプ（内≠0．8）
ワーク：NPZ−2

陀ひゆトによる乃nエ喝閲と沌圧によろ加工喝局と消耗員の変化

消耗且の変化〜−1柁皿〃m

1的2柑と追Z∋8

加工時間 SEC
口 和：噂卜下庄 撞：￠1．OCuパイ．プ（内￠0．8〉

ワーク：NPZ−2

肉動こよる加工時閻と消托丑の変化

国政抜による加工時聞と消托量の変化

沌D

218

2：泊258

加工時髄 SEC
口 内停加工時閲 SEC
D ⑫咄

喝 墟：￠LOCuパイプ（内≠0．8）
ワーク：NPZ−2

電 勘軋OCuパイプ（内軌8）及び納抑5）
ワーク：NPZ−2

図3 ￠1．OCuパイプ（内≠0．8）：NPZ−2 〈GM回路による）ー130−318平成5年虔 研究報告
液圧によ有旭工喝問と消托最の変化

泊】M

3明卿による加工時閲と消托虚の変化

4視

428

14j

＝伯加工礪問 SEC

148

152

加工時閲 SEC

コ 沌圧

D 卿

電 酢机・晒軌ヾイブ（内郎．4）
ワーク：NPZ−2

氾川日量〃m

加工時局 SEC
ロ8：P

一江 痙：￠1．0黄銅パイプ（内郎．4〉

電 磁：机．0釆粥パイプ（内抑4〉

ワーク：NP Z−2

ワーク：NPZ−2に￠1．0黄銅パイプ（内￠0．4）によるNPZ−2の最適加工条件（SP回路による）

GMGAP

13GAIN 書

40

PCON /10（外）IPONOFF

1．20．40．8ÅUX L
液圧
回転数oSP104002．3
1．033．033

1，0001，000

図4 参1鶴0黄銅パイプ（内郎．4）：NPZ】2 （SP回路による）

3 実験結果及び考察結び
1）GM回路では檀間電圧を高くする（13ノッチ）

少ない）7）電極径より0．05〜0．06範囲で加工穴が大きくなる

2）SP回路では極間電圧を高くしない（10ノッチ）
3）工Pを小さくするとカケの発生がなくなる

4）OFFtimeを大きくする（DUTY FACTOR）
20％〜30％ぐらいに設定する

5）加工液の噴出圧を3kg／cm2

この事業に参加した企業と氏名

瀬戸内工業（株） 豊田 研吉 氏（株）戸高製作所 麻生 忠昭 氏′′

中川 元彦 氏6）肉厚は薄い万がよい（加工時間が短い、消耗率も−131−